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This course introduces the hairy tiny structures in a cell, called “cilia” or “flagella”. Starting with their molecular structures and the mechanism of motility, the lecture covers the topics of a wide range of their diverse functions, spanning from cellular function, reproduction, signal transduction, animal physiology, eukaryotic evolution, ecology, and environmental responses. The course aims to provide a point of view that connects micro- and macro scales in biology.
細胞は生命の基本単位である。本講義では、分子生物学、細胞生物学の基本概念を解説する。タンパク質の構造と機能、DNAの複製と遺伝、ゲノムの構造と遺伝子発現、細胞内小器官、膜輸送、細胞のシグナル伝達、細胞骨格と運動、細胞周期と分裂、細胞社会と癌、動物発生などについて分子的なしくみを理解することを目的とする。
Cells are the fundamental units of life. This course explains the basic concepts of molecular and cellular biology, including structures and functions of proteins, DNA replication and genetic mechanisms, genome structure and gene expression, organelles and membrane transport, cell signaling, cytoskeletons, cell cycle, cell communications, cancer and animal development.
Cells are the structural and functional units of living organisms. Understanding basics of cell biology is essential for studying all areas of life sciences and any related branches of natural sciences. The main objective of this course is to learn the essential principles of cell biology by learning how the living cells are made and operated from a molecular perspective: especially, how proteins including transmembrane proteins and enzymes work and how energy is obtained and used in living cells. Moreover, behavior of cells, such as cell migration, cell division and sexual reproduction will be also introduced. This course particularly emphasizes the structure and functions of cells and utilization of biochemical reactions in different biological processes.
本講義は、細胞生物学の基礎的知識だけでなく、さまざまな生命現象の細胞レベルでの原理や要因について詳しく説明され、また細胞生物学が関連する最先端の成果についても１回３時間の講義において紹介される。
テーマは、生命科学を中心とした基礎生物学研究や細胞生物学的研究の結び付き、であり、具体的には、遺伝子と細胞機能と形質との関係、病態のメカニズムとしての細胞挙動、バイオイメージング、植物の機能と細胞の関係、神経や免疫システムの機能、ゲノムと細胞機能の進化などが挙げられる。
This class provides the basic concepts and principles of life science at cellular and molecular levels. It also introduces forefront researches on cell biology; e.g. relationships among genes, cell functions and phenotypes, pathological aspects of cell behavior, bio-imaging, plant physiology and cell functions, function of neural or immune systems, genomic and cellular aspects of evolution.
本講義では、細胞集団が生命を統御する基本的な仕組みを細胞・分子レベルで理解するため、こころとからだをコントロールする脳の仕組みや機能、生命現象を司る細胞内外のネットワーク、細胞の多様化における遺伝子発現、タンパク質相互作用ネットワークの基礎的な知識を学習すると共に、その解析手法についても紹介する。
In this course, students will understand the basic cellular and molecular mechanisms by which cell populations control life phenomena, including brain functions, intra- and inter-cellular networks, gene regulation during cellular diversification, and protein interaction networks.
The aims of this class are to develop an understanding of biological facts and principles, to enhance an interest in and develop an appreciation of the nature and diversity of organisms, to create an awareness of the application of biological knowledge to modern society in personal, social, economic, environmental, industrial, agricultural, medical, waste management and other technological contexts, and to develop in students an ability to make informed evaluations about contemporary issues concerning life and nature.
本講義は、細胞生物学の基礎的知識だけでなく、さまざまな生命現象の細胞レベルでの原理や要因について詳しく説明され、また細胞生物学が関連する最先端の成果についても１回３時間の講義において紹介される。
テーマは、生命科学を中心とした基礎生物学研究や細胞生物学的研究の結び付き、であり、具体的には、遺伝子と細胞機能と形質との関係、病態のメカニズムとしての細胞挙動、バイオイメージング、植物の機能と細胞の関係、神経や免疫システムの機能、ゲノムと細胞機能の進化などが挙げられる。
This class provides the basic concepts and principles of life science at cellular and molecular levels. It also introduces forefront researches on cell biology; e.g. relationships among genes, cell functions and phenotypes, pathological aspects of cell behavior, bio-imaging, plant physiology and cell functions, function of neural or immune systems, genomic and cellular aspects of evolution.
生物の進化を駆動した個体発生のメカニズムについて学ぶことで、個体発生と生物進化との関係や適応形質について理解する。特に形態など生物種固有の形質の種間差・多様性を生み出す個体ダイナミクスを、遺伝学、発生生物学、細胞生物学、ゲノム科学の内容を中心に講義する。
In this course, students will understand the relationship between ontogeny and biological evolution, and the adaptive trait, by learning the mechanisms of ontogeny that drives the evolution of living organisms. In particular, the course will give lectures on individual dynamics that generate interspecific differences and diversity of traits inherent in species, such as morphology, mainly on the contents of genetics, developmental biology, cell biology and genome science.
非常に複雑で謎に満ちた生命を物理で理解する為に必要な知識を習得する。
本講義は前半の10回を今井が後半５回を佐久間が担当する。
前半の今井担当分では、生命系が持っている特徴について説明した後、生命系を理解するための熱・統計力学的および物性物理学的なアプローチを示す。こららの講義から、生命を特徴づける機能の物理的機構について、それら分子が統合されたシステムとして細胞を形作るメカニズムについて理解することを目的とする。
後半の佐久間担当分では、生命を成り立たせている物質に関する基礎的知識を学ぶ。
特に生体膜が示すの様々な現象から、その物理的な描像を得る。
In this course students will learn how to understand the cellular life from physics point of view.
Professor Imai will be in charge of the first 10 classes and Associate Professor Sakuma will be in charge of the latter 5 classes.
Prof. Imai will explain a overview of the cellular life, focusing on Information polymers (DNA and RNA), Proteins, Membranes and energy metabolism. Then essence of the cellular life, robust chemical reaction network, is demonstrated based on statistical physics and nonlinear dynamics. From these classes students will realize the pleasure of understanding the cellular life from physics point of view.
The theme of the lecture in the 4 lectures towards the last is the cell membrane. Here, how the cell membrane is constructed and the function will be described. More specifically, the lecture will start from the structure and function of cell membranes. It will then describe how to describe the deformation of membrane based on membrane elasticity model. This is followed by reproductions of cell deformations using model cell membranes, i.e., phospholipid vesicles. Next target is dynamics of the cell membrane, i.e., fluidity. Assoc. Prof. Sakuma will describe how the fluidity of cell membrane is estimated experimentally, which is a key issue to understand functions of cell membranes.
（目的）動物における、形態形成、形態進化、器官再生のメカニズムを理解することを目的とする。
（概要）とくに脊椎動物において、動物の体を構成するさまざまな器官がどのようにして構築されるか、動物形態の多様性はどのようにして生み出され進化するか、について概説する。また、器官再生のために必要な幹細胞とは何か、幹細胞からどのようにして器官を構築するか、についても、最先端の再生科学に触れながら概説する。
(Purpose) To understand the mechanism of morphogenesis, morphological evolution, and organ regeneration in animals.
(Abstract) It is outlined how various organs that compose animal body are constructed particularly especially in vertebrates, and how diversity of vertebrate morphology is established and evolved. We will also outline what are stem cells, which are necessary for organ regeneration, and how to build organs from stem cells, as well as regenerative medicine.